全部电动机额定功 率总和 其中最大5台电动 机额定功率总和
n
中央修配厂的用电负荷：
P=0.14P +0.4P ∑ ∑5
n
煤场负荷： 中小型机械：P=0.35P +0.6P ∑ ∑3 翻斗机：P=0.22P +0.5P ∑ ∑5 轮斗机：P=0.13P +0.3P ∑ ∑5
n
照明负荷：P=K P d i
可能发生电动机转子和绕组 过热甚至烧毁的事故
自启动时间拉长
因此在进行厂用电设计时，必须作出电动机自启动的合理安排， 进行能够可靠自启动的校验。
n
自启动临界电压
随着电压下降，电动机 转矩急剧下降。出现憜 行的电压称为临界电压 。 保证厂用I类负荷自启动 且考虑惯性因素，规定 厂用母线电压在电动机 自启动时，不应低于 P158页表5－4中的数值。
发电厂电气部分（32学时）
第九讲
主 讲： 刘君 E-mail: liujunlishu@ Tel: 80798449
第五章
基本要求：
厂用电接线及设计（2）
1、各类厂站厂用电接线的特点 2、厂用变压器和电抗器的选择 3、厂用电动机的自启动
五、不同类型发电厂的厂用电接线
火电厂
火电厂
火电厂
型式选择
n
一般选交流电动机，只有要求在很大范围内调节转速（无极 调速）及当厂用交流电源消失后仍要求工作的设备，才选择 直流电动机。 异步电动机结构简单，运行可靠，操作维护方便，过载能力 大，价格便宜。 只有对反复启动、重载启动或需小范围内调速的机械，如吊 车、抓斗机等，才选用绕线式电动机或同步电动机。 厂用电动机的防护型式应与周围环境相适应。根据厂用设备 安置地点，可选用开启式、防护式、封闭式、防爆式等。
采用无激磁调压变压器 时取1.05 ，采用有载调压变压器 时取1.1 ；
hcos - - -电动机的效率和功率因 数乘积，一般取0.8 j
参加自启动的电动机总容量超过P 时可采取的措施 m∑
n
n
n
n
限制参加自启动的电动机数量，对不重要设备的电 动机加装低压电压保护装置，延时0.5S断开，不参 加自启动。 负载转矩为定值的重要设备电动机，因它只能在接 近额定电压下启动，也不要参加自启动，可采用低 电压保护和自动重合闸装置。即当厂用母线电压低 于临界值时，该设备从母线上断开，而在母线电压 恢复后又自动投入。 对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许 过载倍数较大的电动机。 在不得以的情况下，增大厂用变压器的容量。
为了选择厂用变压器的容量，需要了解厂用设备的数量、容量和 特性，列出各厂用变所供厂用母线段上电动机的容量和台数，计 算母线段的计算负荷。
2、厂用负荷的计算原则
n
1）经常连续运行的负荷全部计入
如：引风机、送风机、给水泵、排粉机、凝结水泵等
n
2）连续而不经常的负荷应计入
如：充电机、备用历磁机、事故备用油泵、备用电动给水泵等
需要系数K 一般取0.8~1.0 ；P –安装容量 d i
4、厂用变压器的选择
n
额定电压：一、二次额定电压必须与引接电源和厂 用网络电压相一致。 台数和型式：只有6KV一种电压时，厂用高压变可选 用1台全容量分裂绕组变压器，两个分裂支路供两段 母线；或选用2台50%容量的双绕组变压器，分别供 两段母线。如有10KV和3KV两种电压等级，厂用高压 工作变可选用2台50%容量的三绕组变压器，分别供 四段母线。 厂用变阻抗：需综合考虑限制低压侧短路容量和厂 用电动机自启动问题。一般应大于10%。
水电厂
核电厂
变电站
500kV站用电源的引 接方式： 由变电站内主变压器第 三绕组引接； 由站内较低压母线上引 接两个站用电源 外接站用电源由附近的 发电厂或变电站低压母 线引接
500kV变电站必须装2台或2台以上的站用工作变压器， 有可靠外接电源时设1台备用变压器；无可靠外接电源 时，设1台自启动的柴油发电机组作备用电源。一般装 设备用电源自动投入方式。
拖动系统的特征量： 转速n、转矩M、角速度Ω、时间t
n
旋转运动方程为：
M M =JdΩ/dt e m
2、厂用电动机的类型及其特点
n
异步电动机（感应电动机）：结构简单、运行可靠、 操作维护方便、价格低廉、过载能力强等。缺点是启 动电流大、调速困难，对电压很敏感（M ＊正比于电 e ＊2 压U ）
1）鼠笼式 优点：不用任何特殊启动设备，可在电网电压下直接启动，操 作简单，可靠性高。缺点：启动电流大，可达额定电流的 4.5~7倍，不能拖动起始负载转矩大的机械，难于调速。 2）绕线式 优点：可调节转速（为均匀无级调速） 、启动转矩和启动电流， 启动电流小（额定电流的2~3倍），启动转矩大。缺点：启动 操作麻烦，维护复杂（有电刷、滑环），价格贵，运行中变阻 器电能损耗大。 吊车、抓斗机、起重机等
n
n
n
容量选择
n n n
电压应与供电系统电压一致 转速应符合被拖动设备的要求 容量必须满足额定电压和额定转速下，大于满载工作 的机械设备轴功率
P > P (KW) N S
n n
P 电动机额定容量，kW； N P 被拖动机械设备轴功率，kW s
4、电动机的自动机，当断开电源或厂用电压降低时， 电动机转速下降，甚至会停止运行，这一转速下降的 过程称惰行。若电动机失去电压后，不与电源断开， 在很短时间内（0.5～1.5S），厂用电压恢复或通过 自动切换装置将备用电源投入，此时电动机憜行未结 束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称 为～。
n
接引的器压变用所
同期调相机接线
n
小容量同期调相机一般可用 全电压直接启动； 大容量（10MVA及以上）可 采用经电抗器的降压异步启 动、小容量电动机启动及同 轴励磁机拖动启动等方式； 同期电动机自用电接线按厂 用电接线原则考虑，具备条 件时，其专用负荷优先采用 由所用变压器低压侧直接供 电的方式。
q
Sts1 SS - S C r S S ts2 C
n
厂用低压变容量：K
S SL
K 变压器温度修正系数 θ S低压工作变容量
n
高压（低压）备用变容量：与最大一台厂用高压（低 压）工作变容量相同。
七、厂用电动机的选择和自启动校验
厂用机械特性和电 力拖动运行方程
恒转矩负载特性 磨煤机、碎煤机、 输煤皮带、绞车、 起重机 非线性上升的 负载转矩特性 引风机、送风 机、油泵
n
n
六、厂用变压器和电抗器的选择
1、厂用变压器选择的基本原则和应考虑的因素 n 变压器原副边额定电压分别与引接点和厂用电系统 的额定电压相适应； n 联结组别的选择，宜使同一电压的厂用工作变、备 用变输出电压的相位一致； n 阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及 厂用电负荷正常波动范围内，厂用各级母线的电压 偏移不超过额定电压的±5%。 n 变压器的容量必须保证厂用机械及设备能获得足够 的功率。
n
3）经常而断续运行的负荷宜应计入
如：输水泵、空气压缩机等
n
4）短时断续而又不经常运行的负荷一般不予计算
如：行车、电焊机等
n
n
5）由同一台变压器供电的互为备用的设备，只计算 同时运行的台数 6）对于分裂变压器，其高低压绕组负荷应分别计算
3、厂用负荷的计算
“换算系数法”
S = ( ) KP
KmKL K = ηcos j
八、厂用电源的切换
对站用电源的要求 （1）220KV变电所，有两台及以上主变时，宜从主变低压侧分别引接两台 容量相同、可互为备用、分列运行的所用工作变，每台工作变按全所计算 负荷选择；只有一台主变时，其中一台所用变宜从所外电源引接。 （2）330~500KV变电站，有两台及以上主变时，从主变低压侧引接的所 用工作变不宜少于两台，并应装设一台从所外可靠电源引接的专用备用变 压器，每台工作变压器的容量宜至少考虑两台主变的冷却用负荷，专用备 用变压器的容量应与最大的工作变压器的容量相同，初期只有一台主变压 器时，除由所内引接一台变压器外，应再设一台由所外可靠电源引接的所 用工作变。 （3）35~110KV变电所，有两台及以上主变时，宜装设两台容量相同、可 互为备用的所用工作变，每台工作变按全所的计算负荷选择，两台所用变 可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接，如有可靠的6~35KV电 源联络线，也可将一台接于联络线断路器外侧；如能从所外引入可靠的低 压所用备用电源时，亦可装设一台所用变。只有一回电源进线时，如果采 用交流控制电源，宜在电源进线断路器外侧装设一台所用变压器；如果采 用滞留控制电源，并且主变为自冷式时，可在主变压器最低电压母线上装 设一台所用变。 （4）交流不停电电源宜采用成套UPS装置，或由直流系统和逆变器组成。 （5）应设置直流电源，保证对直流负荷可靠供电
n
n
动启自机动电组成或机动电台单
电动机自启动校验
电源母线电压： U*0 = I (x + x ) * *t *m
电 压 校 验
U*0 启动电流总和： I*= x + x *t *m 厂用高压母线电压： U*l = I*x *m 静止电动机启动瞬间： 1 St x = *m Kav SmS
U*0 x U*0 *m U*l = = SmS St x + x *t *m 1+ x Kav *t St U*0 = 1 P 1+ x Kav mΣ *t St ηcosj
PMS
容 量 校 验
( *0 - U*l) cosj U h = St (KW) U*lkavx t *
I - - - 参加自启动电动机的启 动电流标幺值总和 * U 0 - - -电源母线电压标幺值， 经电抗器供厂用电时取1 ， * X t - - - 厂用变压器或电抗器的 电抗标幺值 * X m - - - 参加自启动电动机的等 值电抗标压值 * S - - - 厂用变压器的额定容量 ，kV× A t S S - - - 全部电动机总容量， kV× A m Kav - - -电动机自启动电流平均 倍数，对备用电源当 快速切换时取 2.5 （大于0.8s ），慢速切换时取（大于0.8s 5 ） P S - - - 参加自启动电动机功率 ，kW m